수소 취성 파괴는 수소가 풍부한 환경에 노출된 재료의 구조적 무결성을 보장하는 데 있어 다양한 산업 응용 분야에서 큰 도전 과제 이다. 본 연구는 연성 파괴 모델인 Gurson-Cohesive 모델과 수소 확산 모델을 통합하는 수치 모델을 제안하고 수소 취화가 파괴 거동 에 끼치는 영향을 조사한다. 사용된 연성 파괴 모델은 손상 진화를 모사하는 Gurson 모델과 균열 표면의 불연속성과 응력-균열폭 관계 의 연화 거동을 설명하는 표면 요소 기반의 Cohesive zone 모델을 결합한 파괴 모델이며, 균열 시작 기준으로 공극과 삼축성을 고려한 다. 또한, 파괴 모델과 통합된 수소 확산 분석은 수소 강화 탈결합(HEDE) 메커니즘과 그에 따른 균열 시작 및 진전에 미치는 영향을 고 려하며, 응력-균열폭 관계에 대한 수소의 영향을 고려한다. 수치 예제로 매개변수 연구를 통하여 확산 계수와 수소 취화 파과 특성에 대한 민감도를 조사한다. 수소 확산 모델과 연성 파괴 모델을 통합한 프레임워크를 제시함으로써 본 연구는 수소 취화 파괴에 대한 이 해를 제공하여 엔지니어링 응용 분야에서 기여할 수 있을 것이다.

해상풍력자원지도는 풍력발전사업, 국가 재생에너지 공급 정책, 전력계통망 계획의 핵심자료이다. 본 연구에서는 풍력자원 해석기술의 개발 동향을 검토하고 시사점을 논의하였다. 국가별 해상풍력자원지도 개발하여 활용하고 있는 대표적인 국가는 유럽연합 (덴마크), 미국, 그리고 일본이며, 이들을 중심으로 풍력자원지도 생산 기술 및 활용 현황을 분석하였다. 기본적으로 풍력자원지도의 품 질 향상을 위해 수치해석 기술을 업그레이드 해오고 있다. 이들의 개발 전략은 앙상블 중규모 수치해석과 중규모-미세규모 모델의 커 플링이었고 그 외 모델내 물리해석기법들의 적용은 지역마다 다른 것으로 확인되었다. 따라서 최근 진보된 수치모델을 도입하고 우리 나라 풍황 특성을 고려하여 최적의 실험디자인을 도출해야 할 것으로 보인다. 특히 300 m부근의 대기경계층에서의 연직고도의 상세 한 반영은 공통점으로, 이는 대형화된 풍력터빈을 고려하여 최적의 풍력발전소 후보지 발굴에 적합하도록 장기간의 풍황정보를 정확 하게 제공하기 위한 제안사항인 것으로 보인다.

In this study, numerical modeling on the gas flow and off-gases in the low temperature carbonization furnace for carbon fiber was analyzed. The furnace was designed for testing carbonization process of carbon fibers made from various precursors. Nitrogen gas was used as a working gas and it was treated as an incompressible ideal gas. Three-dimensional computational fluid dynamics for steady state turbulent flow was used to analyze flow pattern and temperature field in the furnace. The off-gas mass fraction and cumulative emission gas of species were incorporated into the CFD analyses by using the user defined function(UDF). As a results, during the carbonization process, the emission of CO2 was the dominant among the off-gases, and tow moving made the flow in the furnace be uniform.

The engineered barrier system (EBS) is an indispensable element of a deep geological repository (DGR) designed to prevent the discharge of radioactive materials into the environment. The buffer material is a vital component of the EBS by creating a physical and chemical barrier that prevents the migration of radioactive materials. In the disposal environment, gases can be generated from the corrosion of the canister. When the gas generation rate exceeds the diffusion rate, the buffer material’s performance can deteriorate by the physical damage induced by the increase in pore pressure. Therefore, understanding the EBS’s behavior under gas generation conditions is crucial to guarantee the longterm safety and performance of the DGR. Lab-scale and field-scale experiments have been conducted to examine the stability of the buffer material concerning gas generation and movement by the previous researchers. To evaluate long-term stability for more than 100,000 years, it is essential to assess stability using a numerical model verified by these experiments. This study investigated the effect of interfacial characteristics on the numerical modeling accuracy of experimental simulation while verifying a numerical model through field-scale experimental results. The findings of this study are expected to furnish fundamental data for establishing numerical analysis guidelines for the longterm stability assessment of disposal systems.

With the increasing demand for a repository to safely dispose of high-level radioactive waste (HLW), it is imperative to conduct a safety assessment for HLW disposal facilities for ensuring the permanent isolation of radionuclides. For this purpose, the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) is currently developing the Adaptive Process-based total system performance assessment framework for a geological disposal system (APro). A far-field module, which specifically focuses on fluid flow and radionuclide transport in the host rock, is one of several modules comprising APro. In Korea, crystalline rock is considered the host rock for deep geological disposal facilities due to its high thermal conductivity and extremely low permeability. However, the presence of complex fracture system in crystalline rock poses a significant challenge for managing fluid flow and nuclide transport. To address this challenge, KAERI is participating in DECOVALEX-2023 Task F1, which seeks to compare and verify modeling results using various levels of performance assessment models developed by each country for reference disposal systems. Through the benchmark problems suggested by DECOVALEX-2023 Task F1, KAERI adopts the Discrete Fracture-Matrix (DFM) as the primary fracture modeling approach. In this study, the transport processes of reactive tracers in fractured rock, modeled with DFM, are simulated. Specifically, three different tracers (conservative, decaying, adsorbing) are introduced through the fracture under identical injecting conditions. Thereafter, the breakthrough curves of each tracer are compared to observe the impact of reactive tracers on nuclide transport. The results of this study will contribute to a better understanding of nuclide behavior in subsurface fractured rock under various conditions.

최근, 구조설계 기준 및 평가방법의 전문화로 인하여, 선급 규칙의 통합화가 이뤄졌었다. 그 좋은 일례가 국제공통규칙(CSR, Common Structural Rule)이다. 그러나, 종강도 하중이 크게 작용하는 화물창 구역에만 국한하여 세부규정이 제시되어 있고, 선수와 선미부 구조에는 별다른 평가 지침이 없다. 언급한 구역의 구조설계는 조선사의 설계 경험에 의존하여 진행하고 있으며, 선급에서도 명확한 기준 이 없으므로 구조 손상 문제가 발생하더라도 근본적인 원인을 파악하기가 힘들다. 본 연구에서는 선미부에 주로 발생하고 있는 좌굴 손 상의 대표적인 사례에 대한 근본적인 원인을 파악하기 위한 엔지니어링 기반의 해법을 제시하였다. 유한요소해석 모델링 기반 구조 강도 검증을 위하여, 하중 조건, 경계조건, 모델링 방법 그리고 평가 기준에 대한 합리적인 해법을 제시하였다. 선미부에 작용하는 휨 모멘트에 의하여 높이 방향으로 압축하중에 의해서 좌굴이 발생할 가능성이 있으며, 좌굴 강성 증가를 위하여 판 두께 증가 혹은 수직 보강재의 추 가가 필요하다. 앞으로도 이 결과는 유사 운반선의 선미부 구조 강도 검토 시 도움을 줄 것으로 기대된다.

Damages by jellyfish are occurring frequently around the world. Among them, accidents caused by jellyfish stings are serious enough to cause death. So we designed a jellyfish blocking net and analyzed its stability to prevent sting caused by jellyfish entering the beach. To this end, the dynamic behavior of the jellyfish blocking net according to the current speed (0.25-1.0 m/s) and the net type (50, 100 and 150 mm) on the upper part of the blocking net was modeled using the mass spring model. As a result of simulations for the model, the horizontal tension (horizontal component of the mooring tension) of the mooring line increased with the decrease in the mesh size on the upper part of the blocking net at all current speeds, but exceeded the holding force at high tides faster than 0.5 m/s and exceeded the holding force at all current speeds at low tide. Therefore, the jellyfish blocking nets showed poor stability overall. The depth of the float line had a little difference according to the upper mesh size and increased lineary proportional to the current speed. However, the float line sank too much to block the incoming jellyfish. These analysis results helped us find ways to improve the stability of the jellyfish blocking net, such as adjusting the length of the mooring line and improving the holding power. Therefore, it is expected that this technology will be applied us various underwater structures to discover the weaknesses of the structures and contribute to increasing the stability in the future.

The Korean stow net is a fishing method that utilizes the changing direction of the net entrance with the tidal current. This study attempted to obtain basic data from the recent offshore stow net fisheries to improve the gear by analyzing the dynamic behavior of the nets affected by current speed and direction using computer simulations. A numerical calculation was performed at a current speed of 0.5 knot between 2.5 knot at each 0.5 knot. The time taken for the gear opening was the longest from 0.5 knot at 1,500 seconds and the shortest from 2.5 knot at 450 seconds in the simulations. In all cases, the net width and tension at net deployment gradually decreased as the current speed decreased. However, the net height tended to increase inversely proportional to the current speed. During the net rotation, the net height was maintained at all cases. The net width and tension fluctuated, but the regularity was very low. In this study, the calculated simulation data showed that the opening efficiency decreased proportional to the current speed. The opening efficiency is related to the catching efficiency; therefore, it is necessary to improve the gear to enhance its opening efficiency.

본 논문에서는 열린 셀 구조의 3차원 마이크로 엮임 재료에 대해서 다양한 전산 시뮬레이션을 수행하고 재료의 특성을 수치적으로 분석하였다. 엮임 재료에 대한 수치 해석의 정확도를 높이기 위해서 각 축 방향별 와이어 사이의 간격을 6개의 변수로 매개화 하였으며, 기존의 정육면체 대신에 사면체의 요소로 바꾸어 엮임 재료의 기하학적 형상을 더 사실적으로 구현하였다. 개선된 수치모델에 대해서 상용 프로그램을 이용해 기계적, 열역학적, 유체역학적 해석을 수행하였으며, 그 정확도를 검증하기 위해서 기존의 실험 결과와 비교하였다. 또한 x 및 y 방향으로 와이어 간격을 변화시켜 가며, 3차원 엮임 재료의 여러 물성치에 대한 파라메트릭 테스트를 수행하였으며, 물성치의 변화 경향 및 민감도를 살펴보았다. 이를 통해서 3차원 엮임 재료의 물성치 사이의 상관관계를 애슈비 차트와 함께 살펴보았으며, 기존의 벌크 형태의 금속 재료와는 다른 재료 특성들로 인해 그 활용도가 높을 것으로 기대한다.

Permanent deformation plays a key role in performance based earthquake resistant design. In order to estimate permanent deformation after earthquake, it is essential to secure reliable response history analysis(RHA) as well as earthquake scenario. This study focuses on permanent deformation of an inverted T-type wall under earthquake. The study is composed of two separate parts. The first one is on the verification of RHA and the second one is on an effect of input earthquake motion. The former is discussed in this paper and the latter in the companion paper. The verification is conducted via geotechnical dynamic centrifuge test in prototype scale. Response of wall stem, ground motions behind the wall obtained from RHA matched pretty well with physical test performed under centrifugal acceleration of 50g. The rigorously verified RHA is used for parametric study to investigate an effect of input earthquake motion selection in the companion paper.

The Fishing gear loss has been repeated every year in the West Sea; however, there has been no solution. So fisher men have undergone economic loss every year. Thus it is required to reduce the loss of fishing gear. In this study to find out the reason that the fishing gear is lost in the Sea, 10 years data of wave and current for 6 locations in the West Sea were investigated and a numerical modelling were conducted into the behaviour of a gillnet in wave and current. The fishing gear was modelled with the mass spring model. As a result, it came out into the open that the location where fishing gear loss occurred most frequently was Choongnam province. The height of the maximum significant wave in this province was 6.7 m and the period of that was 4.4 second. The maximum current speed was 0.7 m/s. As a result of simulation with these data, it was revealed that the buoy is one of the reasons to decrease the holding power of the gillnet. For example, the tension of anchor rope was decreased to 50% while the drag coefficient or volume of buoy was decreased to 25%. So it is predicted that an improvement of the buoy contributes to the reduction of the gillnet loss.

PURPOSES : To solve problems in current compaction control DCPT(Dynamic Cone Penetrometer Test), highly correlated with various testing methods, simple, and economic is being applied. However, it、s hard to utilize DCPT results due to the few numerical analyses for DCPT have been performed and the lack of data accumulation. Therefore, this study tried to verify the validation of numerical modeling for DCPT by comparing and analyzing the results of numerical analyses with field tests. METHODS: The ground elastic modulus and PR(Penetration Rate) value were estimated by using PFC(Particle Flow Code) 3D program based on the discrete element method. Those values were compared and analyzed with the result of field tests. Also, back analysis was conducted to describe ground elastic modulus of field tests. RESULTS : Relative errors of PR value between the numerical analyses and field tests were calculated to be comparatively low. Also, the relationship between elastic modulus and PR value turned out to be similar. CONCLUSIONS : Numerical modeling of DCPT is considered to be suitable for describing field tests by carrying out numerical analysis using PFC 3D program.

한국 남해에서 조류와 취송류, 밀도류 그리고 잔차류의 특성을 이해하기 위하여 3차원유동모델(POM; Princeton Ocean Model)을 이용하였다. 조석 잔차류의 분포를 보면, 대조기에는 동쪽 방향으로의 흐름이, 소조기에는 서쪽으로의 흐름이 우세하였다. 잔차류는 연안에서 지형의 효과로 인하여 불규칙하게 나타났다. 연안역에서의 밀도류는 비교적 약하고 계절적인 차이는 작다. 외해에서는 특별한 유동현상을 주목해야 한다. 즉, 외양역에서의 흐름은 쓰시마 해류와 유사한 결과를 보이고 있다. 연안역에서의 취송류는 외해역에서 보다 매우 강하게 나타났다. 또한 표층의 해류가 저층의 해류보다 강하게 나타났다. 이상의 결과를 통하여 남해안에서의 물질 이동 확산을 예측하기 위한 기초자료로 활용 가능 할 것으로 판단된다.

본 연구는 강릉 녹색도시 경포호 주변해역을 대상으로 향후 계획중인 해양심층수 취수 및 배출에 따른 해양환경의 지속가능한 이용 개발 및 그의 건강성을 평가하기 위한 기초적 연구에 해당한다. 기존 해양심층수 배출해역에 대한 해양물리환경조사 결과를 바탕으로 구축되어진 3차원 해수유동 수치모형을 바탕으로 임의 배출수 조건(배출 유량, 수온, 염분)을 가정하여 수중유출 조건에 대한 배출수 확산패턴을 수치모의하였다. 해양심층수의 배출유량은 10,000 t